信号処理の詳細

6.6.1 同時刻シンボルの探索

OFDM信号では，ガードインターバル部とシンボルの後半部との相関が高いことを利用し，シン ボルごとの切り出しができる．同時刻のシンボルを見つける必要があるが，この探索には両信号のシ ンボルごとの相関計算から行う．

収録した両信号に対してシンボルの切り出しを行い，高品質信号のある時間のシンボル に対する測定信号の相関値を求めた結果を図6.5に示す．相関が確実に導出できるのであれ ば，計算時間を短くできる方が有用であることから，相関導出に用いる帯域は計算時間と のトレードオフとなる．そこで，計算時間を抑えながらも確実に相関が求められる帯域幅 として各信号の中心400[kHz]を選定した．この図から約1,100シンボルずれた位置に同一 シンボルがあることが確認できる．

K f f

<<

/

∆

図6.5：2つの信号のシンボル相関計算による 同時刻シンボル探索とその結果

6.6.2 MER 値の算出

まず，静止地点で予備測定を行い，2つの系列それぞれについて一旦OFDM復調（FFT 演算）を行う．パイロットシンボルが存在する特定の（＝ある一つの）周波数スロットの 信号点の位相回転の時間的推移を見る．本解析では，4.1 節にあるように周波数領域

（∆f =72[kHz]）×時間領域（∆t=18.1[ms]）のグループをひとつの単位として処理する．

従って，この各々のグループ単位に対して位相回転の時間変化補正を行う．具体的には，

測定中の静止地点において，18.1[msec]内で位相回転が無視できるように伝搬環境変化への 補正を行うことで，局部発振器の周波数誤差（_∆fLO⁽¹⁾, ∆f_LO⁽²⁾）補正ができたことになる．

以下の解析では，このようにして周波数補正を行った後の信号を取り扱う．

MER値算出の一連の手順を図 6.6に示す．先ず，それぞれの信号に対してFFT 演算を 行い，信号点配置（コンスタレーション）を求める．パイロット信号は，高いレベルにあ って信号点位置が決まっているため，基準信号と測定信号に関してそれぞれの平均位置を 決めることができる．この値から，図6.6の通り，基準信号・被測定信号の両コンスタレー ションの振幅比rと位相差φが容易に算出される．ブロック内にパイロット信号は96個存 在することから，この平均値も十分な精度で求められる．

Reference signal (TR1)

Measurement signal (TR2)

C al cul at ion of am plit ude a nd pha se

MER calculation

Constellation after

normalization Constellation

after decision

Amplitude (r) and Phase (φ)

MER Data signal

Data signal Pilot signal

Pilot signal

図6.6：MER値算出の手順

…（6.3a,b）

ここで，p_ref, p_measは，ブロック内に含まれる基準信号と測定信号の個々のパイロット信 号の複素振幅，＜＞はその平均値を表す．6.3節で述べたように，今回の周波数・時間領域 グループ内には，96個のパイロットがあるので，上記の平均操作＜＞はこの回数になる．

基準信号はSNRが高く，誤りのない信号であるので，信号点を判定してコンスタレーシ ョンを作り直し，雑音の影響を完全に除去する．測定信号s_meas^{に対しては，上記の} r,⎞で補 正して，振幅と位相を基準信号に合わせる．このようにして作り出された二つのコンスタ レーションからMER値を計算する．具体的には，基準信号の信号点s_ref^{から，測定信号の} 信号点のずれを求め，これから，以下の式にしたがってMER値を求める．

⎟ ⎟

⎠

⎞

⎜ ⎜

⎝

= ⎛

=

ref meas ref

meas

p p p

r p , φ arg

…（6.4）

信号点が確定しているので，ビット誤りも同時に求めることができる．また，コンスタ レーションの補正に用いる r,⎞は，電波伝搬特性そのものである．このようにして，伝搬特 性，BER，MERが，周波数および時間領域の高分解能で求めることができる．本論文では その結果の提示には，MER値のみに着目する．

6.7 実証実験